BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Pertumbuhan, perkembangan dan
produksi suatu tanaman ditentukan oleh dua faktor utama yaitu faktor genetik
dan faktor lingkungan. Salah satu faktor lingkungan yang sangat menentukan
lajunya pertumbuhan, perkembangan dan produksi suatu tanaman adalah tersedianya
unsur-unsur hara yang cukup di dalam tanah. Diantaranya 105 unsur yang ada di
atas permukaan bumi, ternyata baru 16 unsur yang mutlak diperlukan oleh suatu
tanaman untuk dapat menyelesaikan siklus hidupnya dengan sempurna.
Pengelompokan unsur hara makro dan mikro tersebut dilihat dari jumlah
(kualitas) yang dibutuhkan oleh tanaman. Ke 16 unsur tersebut terdiri dari 9
unsur makro dan 7 unsur mikro. 9 unsur makro dan 7 unsur mikro inilah yang
disebut sebagai unsur –unsur esensial (McCauley et.al, 2009).
Ada tiga kriteria yang harus
dipenuhi sehingga suatu unsur dapat disebut sebagai unsur esensial: yang
pertama Unsur tersebut diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus hidup tanaman
secara normal yang kedua unsur tersebut memegang peran yang penting dalam
proses biokhemis tertentu dalam tubuh tanaman dan peranannya tidak dapat
digantikan atau disubtitusi secara keseluruhan olehunsurlain. Serta yang
ketiga, peranan dari unsur tersebut dalam proses biokimia tanaman dibutuhkan
secara langsung. Ketersediaan unsur-unsur esensial didalam tanaman sangat
ditentukan oleh pH. N pada pH 5.5 – 8.5, P pada pH 5.5 – 7.5 sedangkan K pada
pH 5.5 – 10 sebaliknya unsur mikro relatif tersedia pada pH rendah. Kenapa
unsur hara tersebut dianggap penting,karena unsur tersebut: Apabila tanaman
tidak mendapatkan unsur tersebut tidak dapat menyelesaikan siklushidup secara
penuh, Unsur yang bersangkutan terlibat langsung dalam proses metabolisme,
fungsi fisiologisnya tidak dapat digantikan oleh unsur lain (Marschner, 2012).
B.
Permasalahan
Permasalahan
pada percobaan ini yaitu bagaimana
pengaruh
perbedaan ketersediaan
hara Nitrogen terhadap
pertumbuhan tanaman Jagung (Zea
mays)? Bagaimana perubahan struktur yang terjadi?
C.
Tujuan
Tujuan dari dilakukannya percobaan
ini adalah untuk mempelajari pengaruh ketersediaan hara Nitrogen terhadap
pertumbuhan dan perubahan struktur tanaman Jagung (Zea mays).
BAB
II
TINJAUAN PUSTAKA
Tumbuhan sangat membutuhkan air dan hara
dalam pertumbuhanya. Suatu tumbuhan akan mengalami kahat atau defisiensi
apabila suatu tumbuhan mengalami kekurangan suatu unsur hara( Lambers and
Pieter, 2003)
Unsur hara esiensial adalah suatu yang mutlak dibutuhkan
tanaman dan tidak dapat digantikan dengan apa pun ataupun dengan cara apapun. Ada juga unsur hara non-esensial. Unsur ini tidak begitu
dibutuhkan oleh tumbuhan. Hanya beberapa tumbuhan saja yang membutuhkannya.
(Taiz and Zeiger, 2010)
Unsur hara esiensial dibagi menjadi 2
golongan unsur hara makro dan unsur hara mikro yang terdiri dari 9 unsur hara
makro seperti nitrogen, fosfat, kalium, karbon, hidrogen, kalsium, magnesium,
sulfur, ogsigen serta 7 unsur hara mikro meliputi tembaga, besi, zinc, boron,
molibden, klor, mangan. Menurut tempat dan
lokasi tersedianya unsur-unsur ini di bagi 3 golongan yang pertama berasal dari
udara dan air tanah: karbon, hidrogen, dan oksigen. Yang kedua seperti:
nitrogen, fosfor, kalium, sulfur, kalsium dan magnesium tersedia pada tanah.
Yang ketiga mencangkup besi, tembaga, mangan, seng, molibdenum, boron dan klor,
unsur ini hanya sedikit dibutuhkan oleh tanaman namun sangat diperlukan (Salisbury, 1995).
Jika ketersediaan unsur hara esensial kurang dari jumlah yang dibutuhkan tanaman, maka
tanaman akan terganggu metabolismenya yang secara visual dapat terlihat dari
penyimpangan-penyimpangan pada pertumbuhannya. Gejala kekurangan unsur hara ini
dapat berupa pertumbuhan akar, batang atau daun yang terhambat (kerdil) dan klorosis
pada berbagai organ tanaman (Marschner, 2012)
Berdasarkan kemampuannya bergerak, unsur hara tumbuhan
dibedakan menjadi unsur hara mobile dan immobile. Unsur hara mobile merupakan
unsur hara yang dapat berpindah dari daun tua ke bagian tumbuhan muda. Bagian
tumbuhan yang muda ini merupakan bagian yang masih aktif bertumbuh dan
membelah. Unsur hara mobile berpindah karena ketersediaan unsur hara tersebut
tidak mencukupi pada bagian tumbuhan yang muda, padahal bagian itu sangat
membutuhkan. Contoh unsur hara yang mobile adalah N, P, K, Cl, Mg, dan Mo.
Gejala defisiensi yang diakibatkan oleh unsur hara mobile ini biasanya terlihat
dari daun tua. Kemudian unsur hara immobile merupakan unsur hara yang tidak
dapat berpindah dari satu bagian tumbuhan apabila unsur hara tersebut sudah
terdapat di bagian tumbuhan tersebut. Contoh unsur hara ini adalah B, Ca, Cu,
Fe, Mn, Ni, S, dan Zn. Gejala defisiensi yang diakibatkan oleh unsur ini
pertama kali terlihat pada daun muda. (McCauley et.al, 2009)
Klorosis merupakan suatu keadaan
abnormal yang terjadi pada jaringan tumbuhan, khususnya pada daun, yang ditandai oleh menghilangnya warna hijau
karena kekurangan klorofil, sehingga daun tidak berwarna hijau, melainkan kuning atau pucat hampir putih dan
akhirnya rontok. Klorosis ini dapat disebabkan oleh kekurangan hara atau serangan penyakit yang dialami oleh tumbuhan.
Klorosis tidak selalu diikuti oleh kematian jaringan, walaupun kekurangan klorofil dapat
mengakibatkan jaringan kekurangan pasokan energi (Costello ,2003).
BAB III
METODE
- Alat dan Bahan
Peralatan yang
digunakan pada percobaan ini adalah botol kaca yang berfungsi
sebagai wadah
larutan hara, pipet ukur dan pipet pump yang berfungsi untuk mengukur
dan mengambil garam mineral pada proses pembuatan larutan hara, batang pengaduk
yang berfungsi untuk homogenasi larutan hara dan gelas beker yang berfungsi
sebagai tempat pencampuran larutan hara.
Sedangkan
bahan yang digunakan
pada percobaan ini adalah Zea mays
sebagai tanaman uji, larutan hara yang terdiri dari Ca3(PO4)2,
Fe2(SO4)3, MgSO4, KCl, CaSO4,
MgCl2,NH4NO3 sebagai sumber pupuk N dan pasir
sebagai media tanam.
B.
Prosedur
Kerja
Percobaan ini
dilakukan dengan cara diberikan pupuk pada 1 Kg
pasir yaitu Ca3(PO4)2 sebanyak
0,23 gram, Fe2(SO4)3 sebanyak 0,20 gram, ,
MgSO4 sebanyak 0,25 gram, KCl sebanyak 0,37 gram,, CaSO4 sebanyak
0,25 gram, 3 ml 0,01% MgCl2 dan NH4NO3 sebagai
sumber pupuk N ditambahkan kedalam pot-pot dengan perlakuan yang
berbeda yaitu perlakuan kekurangan N (0,02 gram/Kg pasir), Normal N (0,40
gram/Kg pasir) dan kelebihan N(0,80 gram/Kg pasir). Selanjutnya ditanam
kecambah Zea mays kedalam pot yang
sudah diberi perlakuan dan diberi perawatan setiap hari selama 4 minggu.
Setelah 4 minggu, tanaman di panen dan dianalisis Morfologi tanaman, rasio akar
dan daun, luas daun , berat segar, dan index stomata.
BAB IV
HASIL
DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan
diperoleh hasil bahwa pada konsentrasi N
rendah menunjukkan warna daun hijau pucat dan semakin tinggi konsentrasinya
semkain segar. Panjang daun pada konsentrasi rendah menunjukkan panjang daun
lebih panjang dari konsentrasi yang lebih tinggi. Dan lebar daun pada
konsentrasi tertinggi (0.80) lebih lebar. Tinggi tanaman pada konsentrasi 0.40
menunjukkan hasil tertinggi dan jumlah
daun terbanyak terdapat pada pot dengan konsentrasi N 0,80. Berikut tabel hasil pengamatan morfologi tanaman Zea mays.
Tabel 3.1.
Hasil pengamatan morfologi tanaman Zea
mays
Konsentrasi
|
Warna
|
Panjang Daun (cm)
|
Lebar Daun (cm)
|
Tinggi Tanaman (cm)
|
Jumlah daun
|
0.02
|
Hijau pucat kekuningan atau hijau muda
|
41.56
|
3.45
|
85.5
|
7
|
0.40
|
Hijau tua/segar
|
34.7
|
3.1
|
86
|
8
|
0.80
|
Hijau segar
|
32.5
|
4.4
|
74
|
10
|
Tabel 3.2.
Biomassa tanaman Zea mays
ketersediaan N yang berbeda
Konsentrasi
|
Berat Basah
|
Berat kering
|
Akar(g)
|
Tajuk(g)
|
Akar(g)
|
Tajuk(g)
|
0.02
|
3.8
|
22.7
|
1.4
|
7.6
|
0.40
|
1.2
|
24.7
|
0.3
|
9.1
|
0.80
|
12.3
|
41.7
|
3.9
|
25.4
|
Hasil (Tabel 3.2)
menunjukkan terdapat perbedaan rasio akar dan tajuk serta produktivitas Zea mays yang dapat diamati melalui
berat basah dan berat kering akar dan tajuk. Hasil menunjukkan semakin tinggi
konsentrasi N maka biomassa tajuk baik berat basah maupun berat kering semakin
meningkat. Biomasa akar tertinggi terdapat pada konsentrasi 0.80.
Tabel 3.3 Densitas stomata daun Zea mays pada perbesaran 100x
Konsentrasi
|
Densitas Stomata
|
0.02
|
229
|
0.40
|
145
|
0.80
|
420
|
Hasil (Tabel 3) menunjukkan bahwa densitas stomata
terbanyak terdapat pada pemberian N dengan konsentrasi tertinggi yaitu 0.80 dan
densitas stomata terendah terdapat pada konsentrasi N 0.40.
Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh
ketersediaan N atau Nitrogen terhadap
pertumbuhan tanaman jagung (Zea mays)
sebagai tanaman uji. Prinsip pada percobaan ini yaitu adanya perubahan N yang
tersedia dalam substrat akan menyebabkan perubahan struktur tumbuhan karena N
merupakan unsur esensial yang berperan dalam sintesis sel dan organ pada tumbuhan.
Pada percobaan ini menggunakan tanaman non Leguminoceae
dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh ketersediaan N pada pertumbuhan
tanaman. Hal ini dikarenakan tanaman Leguminoceae
memiliki kemampuan dalam fiksasi
Nitrogen bebas dengan bersimbiosis dengan bakteri Rhizobium sehingga penggunaan tanaman Leguminoceae mampu menyediakan N dalam tanah.
Hasil menunjukkan secara morfologi defisiensi unsur
N dapat diamati pada daun dengan berubahnya daun secara morfologi menjadi pucat
atau kuning. Hal ini dapat diamati pada tanaman dengan konsentrasi N sedikit
yaitu 0.02 atau dalam kategori kekurangan N sehingga pada percobaan menunjukkan
morfologi daun lebih pucat dan kuning di bandingkan pada paercobaan di pot
dengan N 0.40 dan 0.80. pada percobaan
0.40 dan 0.80 daun lebih hijau dan segar
dibandingkan pada perlakuan 0.02. hal ini dapat disebabkan karena N merupakan unsure yang berpeeran dalam
sintesis klorofil sehingga pemberian N dengan konsentrasi rendah dapat
menghambat sintesis klorofil sehingga daun menjadi pucat. Selain itu jumlah
daun pada konsentrasi 0.80 lebih banyak namun tinggi tanaman lebih pendek
dibandingkan pada tanaman dengan perlakuan N 0.40. Hal ini dapat disebabkan
karena N berperan dalam sintesis klorofil yang dapat meningkatkan fotosintesis
. hasil fotosintesis akan ditranslokasikan untuk pertumbuhan. Pada tanaman
dengan konsentrasi 0.40 mengalami pertumbuhan dengan semakin tinggi namaun
jumlah daun sedikit sedangkan pada percobaan 0.80, tanaman mengalokasikan hasil
fotosintesis untuk pembentukan daun dibandingkan untuk pertumbuhan tinggi,
sehingga jumlah daun pada perlakuan ini lebih banyak .
Pada percobaan ini diamati rasio akar dan tajuk
untuk mengetahui pengaruh yang diberikan pada perbedaan ketersediaan N hasil
menunjukkan rasio tajuk lebih besar dari akar, hal ini menunjukkan bahwa
translokasi hasil fotosintat terjadi di daerah dekat dengan terjadinya
fotosintesis hingga nantinya akan ditransport di akar. Bagian tanaman yang
sangat berperan dalam pertumbuhan adalah tajuk sehingga tanaman memaksimalkan
pertumbuhan tajuk untuk meningkatkan hasil fotosintesis yang nantinya akan
ditransport ke seluruh bagian tubuh tanaman dan sebagai simpanan untuk
mempersiapkan fase generative dalam pembentukan bulir. Hasil menunjukkan
terdapat perbedaan biomassa berat basah tanaman dengan berat kering tanaman.
Hal ini dapat disebabkan karena berat basah tanaman masih mengandung kadar air
sedangkan berat kering tanaman, kadar air sudah dihilangkan sehingga biomassa
yang diperoleh merupakan biomassa hasil fotosintat tanaman. Hasil menunjukkan
semakin tinggi konsentrasi N maka biomassa tajuk baik berat basah maupun berat
kering semakin meningkat. Hal ini dapat disebabkan ketersediaan Nitrogen sangat
mempengaruhi pertumbuhan dengan mngeningkatkan sintesis sel dan organ pada
tumbuhan sehingga fotosintesis meningkat dan hasil fotosintat meningkat yang
dapat diamati pada biomassa tanaman khususnya pada berat kering tanaman. Berat
basah dan berat kering tumbuhan merupakan parameter yang sering di gunakan
untuk menggambarkan pertumbuhan tumbuhan.
Menurut Marschner, (2012.) berat kering tumbuhan menggambarkan akumulasi
senyawa organik tumbuhan yang diperoleh dari hasil sintesis senyawa-senyawa anorganik.
Stomata pada tumbuhan berperan sebagai bentuk
adaptasi suatu tumbuhan terlebih dalam kondisi kurang menguntungkan. Beberapa
tanaman beradaptasi terhadap cekaman kekeringan dengan cara mengurangi ukuran
stomata dan jumlah stomata (Lestari,2006). Dalam percobaan ini dilakukan
pengamatan terhadap densitas stomata. Hasil menunjukkan densitas stomata
terbanyak terdapat pada tanaman dipot dengan perlakuan N tertinggi yaitu 0.80 .
Nitrogen mampu mensisntesis sel-sel khususnya apparatus fotosisntesis pada daun
sehingga meningkatkan perkembangan daun dan jumlah stomata. Dalam proses
fotosintesis , stomata merupakan sel yang penting dalam mengatur pertukaran gas
dalam jaringan sehingga keseimbangan gas seperti CO2 dan O2 berjalan maksimal
dan fotosintesis meningkat.
BAB V
KESIMPULAN
Kesimpulan
dalam percobaan ini yaitu ketersediaan Nitrogen sangat mempengaruhi pertumbuhan
tanaman Zea mays. Kekurangan N pada
tanaman menyebabkan morfologi tanaman menjadi pucat,kuning dan jumlah daun
sedikit. Selain itu pemberian N dengan konsentrasi tinggi dapat meningkatkan
jumlah daun, biomassa tajuk , dan densitas stomata.
DAFTAR
PUSTAKA
Costello, Laurence R., Edward J.P., Nelda P.M., J.M
Henry., and Pamela M.G. 2003. Abiotic
Disorders of Landscape Plants A Diagnostic Guide. University of California.
California . p : 132-134.
Lambers, Hans., and Pieter Poot. 2003. Structure and Functioning of Cluster Roots and Plant Responses to Phosphate
Deficiency. Kluwer Academic Publ. USA. P: 128.
Lestari,E.G. 2006. Hubungan Antara
Kerapatan Stomata dengan Ketahanan pada Somaklon Padi Gajahmungkur, Towuti dan
IR 64. Jurnal Biodiversitas.
Vol.7.No.1.hal.44-48.
Marschner, Petra. 2012. Mineral Nutrition of Higher Plants . Third edition. Academic Press
Publ. London . P: 202.
McCauley, A., Jones, C., Jacobsen, J. 2009. Nutrient
Management. Montana State University.
US. P: 5
Salisbury,
F. B. 1995.
Plant Physiology. Mc Graw Hill
Company. New
York.
Pp : 74 – 76.
Taiz,
L. and E. Zeiger. 2010. Plant Physiology 5th ed. Sinauer Associates.London P: 67-76.